Таємниці забруднення: Як нафтопродукти змінюють геологічне середовище

Унікальне дослідження науковців Інституту геологічних наук НАН України розкрило складні механізми трансформації нафтопродуктового забруднення в геологічному середовищі на прикладі території колишнього Білоцерківського авіаремонтного заводу (БАРЗ).

Проблема забруднення геологічного середовища нафтопродуктами набула глобальних масштабів ще з початку 1970-х років. В Україні тривалий час були відсутні спеціалізовані системи моніторингу та спостережень за режимом ґрунтових вод на territories об'єктів паливно-мастильних матеріалів, що призводило до латентного накопичення забруднення.

Дослідження, проведені вченими Андрієм Бриксом, Русланом Гаврилюком та Юрієм Негодою, демонструють надзвичайно складну картину поширення легких нафтопродуктів (ЛНАП) у геологічному середовищі. Науковці проаналізували матеріали екологічних і гідрогеологічних досліджень 1990 та 2007 років, виявивши принципово важливі закономірності.

Ключова особливість дослідження полягає у встановленні динаміки переміщення нафтопродуктів у різних шарах ґрунту. З'ясувалося, що визначальну роль у формуванні зони вуглеводневого забруднення відіграють не систематичні незначні витоки, а аварійні скиди великих об'ємів палива.

Встановлено, що під час таких аварійних скидів формується низхідний потік рідини в зоні аерації з питомою швидкістю, яка перевищує пропускну здатність малопроникних шарів. Особливо важливим виявився механізм поширення нафтопродуктів у шарах з різною проникністю — від моренних суглинків до підморенних пісків.

Унікальність дослідження полягає в тому, що вчені змогли реконструювати «історію» забруднення території, яка налічує декілька десятиліть. Виявилося, що внаслідок утримуючого ефекту моренного шару може формуватися прошарок вільних нафтопродуктів, який поширюється горизонтально.

Науковці встановили, що рух вуглеводневої рідини в ненасиченому середовищі відбувається інакше, ніж у водонасиченій зоні. У ненасиченому середовищі вуглеводнева рідина витісняє підземне повітря, що значно прискорює її латеральне поширення.

Дослідження довело, що за період між 1991 та 2006 роками рівень ґрунтових вод опустився нижче дна моренного шару. Внаслідок цього накопичення легких нафтопродуктів перемістилися з моренних до підморенних пісків, що призвело до формування трьох окремих лінз ЛНАП.

Важливим висновком стало припущення про значну роль техногенного живлення ґрунтового водоносного горизонту через втрати з систем водопостачання та каналізації виробничого майданчика. Скорочення водоспоживання в 90-х та на початку 2000-х років могло пояснити зниження рівня ґрунтових вод на території колишнього заводу.

Дослідження проводилося в рамках проекту «Гідрогеологічне обґрунтування системи контролю впливу еко-індустріальних парків на навколишнє середовище» (2021−2025) Інституту геологічних наук НАН України.